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I condensatori in alluminio sono dispositivi elettronici appartenenti alla famiglia dei condensatori elettrolitici. Offrono valori di capacità elevati in involucri compatti a un costo relativamente basso. Questi dispositivi sono particolarmente adatti per applicazioni legate all’alimentazione in corrente continua. Esistono tre tipi principali di condensatori in alluminio: il condensatore elettrolitico standard in alluminio, una variante bipolare di questo tipo e un tipo più recente che incorpora un elettrodo in polimero conduttivo.
I condensatori in alluminio standard sono costituiti da due fogli di alluminio ad alta purezza, intercalati e separati da un materiale spaziatore, di solito carta, imbevuto di una soluzione elettrolitica. Un foglio di alluminio forma un sottile strato di ossido di alluminio che funge da dielettrico del condensatore. Questo strato si forma applicando una tensione al foglio attraverso una soluzione elettrolitica contenente ossigeno. Il risultato è uno strato di ossido con uno spessore proporzionale alla tensione applicata. L’altro elettrodo è costituito dalla soluzione elettrolitica stessa. In questi dispositivi, l’elettrolita è un fluido che si adatta alla microstruttura del foglio di alluminio, creando una grande area tra i due elettrodi del condensatore.
I condensatori in alluminio offrono una grande capacità in un formato compatto. Tuttavia, presentano alcune limitazioni dovute alla loro natura chimicamente reattiva e all’evaporazione dell’elettrolita nel tempo.
Questi dispositivi sono ideali per applicazioni di filtraggio di tensione continua, ma le loro prestazioni diminuiscono quando le frequenze di ripple superano i 100 kHz. Inoltre, a causa della loro elevata resistenza all’ESR, non sono adatti per applicazioni in cui è richiesta stabilità dei parametri nel tempo, come nei circuiti analogici.
Tra i guasti comuni si annovera la perdita dell’elettrolita liquido, che può causare un aumento dell’ESR e una riduzione della capacità nel tempo. La temperatura è un fattore critico che influisce sulla velocità di questa perdita.
Altre cause di guasto includono una formulazione errata dell’elettrolita, che può causare corrosione interna e pressione gassosa all’interno del condensatore. Inoltre, una sovratensione applicata attraverso il condensatore può causare un aumento della corrente di dispersione, che può portare al guasto del dielettrico.
Per massimizzare la durata di vita dei condensatori in alluminio, è consigliabile conservarli a temperature più basse possibili e applicare gradualmente la tensione prima di utilizzarli se sono stati inutilizzati per un lungo periodo di tempo.
